सुश्री ज्योतिका ठाकुर, डॉ श्याम मसाकापल्ली और डॉ चंद्रकांत जोशी स्कूल ऑफ बायोसाइंसेज एंड बायोइंजीनियरिंग, आईआईटी मंडी की बायोरिएक्टर लैब में
आईआईटी मंडी के वैज्ञानिकों ने दो सिंथेटिक माइक्रोबियल कंसोर्टिया (सिनकॉन्स) सिस्टम का परीक्षण किया, जिसके बाद पायरोलिसिस के बाद सेल्युलोज प्रसंस्करण विधि का प्रयोग किया गया।
भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान मंडी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने विभिन्न प्रकार के औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त मूल्यवान रसायनों, जैव ईंधन और कार्बन में सेल्युलोज (कृषि अवशेषों और कागज के कचरे में पाया जाने वाला एक प्राथमिक घटक) को कुशलतापूर्वक परिवर्तित करने में सक्षम माइक्रोबियल जोड़े का खुलासा किया।
जटिल पॉलीमर से प्लेटफार्म रसायनों के प्रभावी बायोप्रोसेसिंग के लिए माइक्रोबियल सिंकॉन्स भागीदारों के विकास में इस टिकाऊ तकनीक का आसानी से उपयोग किया जा सकता है।
इस अध्ययन के परिणाम स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में सहायक प्रोफेसर डॉ. स्वाति शर्मा, स्कूल ऑफ बायोसाइंसेस एंड बायोइंजीनियरिंग में एसोसिएट प्रोफेसर डॉ. श्याम कुमार मसाकापल्ली और उनके शोध विद्वानों द्वारा सह-लेखक में प्रस्तुत किए गए थे, जो 2019 में प्रकाशित हुआ था। बायोरिसोर्स टेक्नोलॉजी रिपोर्ट जर्नल।
लिग्नोसेल्यूलोसिक (पौधों का सूखा पदार्थ) बायोमास को लाभकारी रसायनों में परिवर्तित करने के लिए वैज्ञानिक एक नवीन तकनीकी प्रगति की जांच कर रहे हैं जिसे समेकित बायोप्रोसेसिंग (CBP) के रूप में जाना जाता है। इस विधि में सैक्रिफिकेशन (सेल्युलोज को सरल शर्करा में परिवर्तित करना) और किण्वन (सरल शर्करा को अल्कोहल में परिवर्तित करना) को एक ही चरण में संयोजित किया जाता है।
आईआईटी मंडी के वैज्ञानिकों ने दो सिंथेटिक माइक्रोबियल कंसोर्टिया (सिनकॉन्स) सिस्टम का परीक्षण किया, जिसके बाद पायरोलिसिस के बाद सेल्युलोज प्रसंस्करण विधि का प्रयोग किया गया। SynCONS विविध सूक्ष्मजीवों से बने होते हैं। इस उदाहरण में, दो प्रकार के रोगाणुओं को चुना जाता है, एक पवित्रीकरण के लिए और दूसरा किण्वन के लिए। चूंकि किण्वन एक ऊष्मा-विमोचन प्रक्रिया है, उच्च तापमान (थर्मोफिलिक कंसोर्टिया) पर स्थिर रहने वाले रोगाणुओं का मिश्रण बहुत महत्वपूर्ण है।
पायरोलिसिस, जो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में कार्बनिक पदार्थों को 500 डिग्री सेल्सियस से अधिक गर्म करके विघटित करता है, को माइक्रोबियल बायोप्रोसेसिंग के साथ जोड़ा गया है। पायरोलिसिस अछूते कच्चे माल और उपोत्पादों को प्रयोग करने योग्य कार्बन में बदल देता है। यह अपना काम पूरा करने के बाद कीटाणुओं को भी नष्ट कर देता है, जिससे सुरक्षित निपटान की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
आईआईटी मंडी के डॉ. श्याम कुमार मसाकापल्ली ने निष्कर्षों का विस्तार से वर्णन करते हुए कहा, “हमने सेल्युलोज को इथेनॉल और लैक्टेट में बदलने वाले सिंकोन बनाने के लिए कई रोगाणुओं का विश्लेषण किया। हमने दो SynCONS विकसित किए – एक कवक-जीवाणु जोड़ी और एक थर्मोफिलिक जीवाणु-जीवाणु जोड़ी – दोनों ने क्रमशः 9% और 23% की कुल पैदावार के साथ प्रभावी सेलूलोज़ गिरावट का प्रदर्शन किया। अवशेष बायोमास के पायरोलिसिस के बाद, हमें वांछनीय भौतिक-रासायनिक गुणों के साथ एक कार्बन सामग्री प्राप्त हुई।”
एक अतिरिक्त डिज़ाइन किए गए किण्वक साथी के साथ थर्मोफिलिक सिंकॉन्स को जोड़कर, शोधकर्ता इससे भी अधिक इथेनॉल पैदावार (33%) प्राप्त करने में सक्षम थे। सेल्युलोज-अभिनय एंजाइम (सेल्युलेस) के उपयोग के साथ-साथ पवित्रिकरण के परिणामस्वरूप इथेनॉल की 51% उपज होती है।
आईआईटी मंडी की डॉ. स्वाति शर्मा ने कहा, “एक बार विस्तार हो जाने के बाद, यह प्रक्रिया बायोरिएक्टर में स्थायी रूप से बायोएथेनॉल और अन्य हरित रसायन उत्पन्न कर सकती है। पायरोलिसिस के बाद प्राप्त कार्बन का उपयोग जल निस्पंदन और इलेक्ट्रोड जैसे कई अनुप्रयोगों में किया जा सकता है।
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